khả năng xử lý nh4+, no3, po43 trong nước thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nước kiến tạo ngầm ngang trồng cây huệ nước (canna sp.)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

NGUYỄN TRÙNG DƯƠNG

Luận văn tốt nghiệp Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi Trường

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NH4+, NO3-, PO43- TRONG
NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA HỆ THỐNG ĐẤT
NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO NGẦM NGANG
TRỒNG CÂY HUỆ NƯỚC (Canna sp.)

Cán bộ hướng dẫn: Ts. Ngô Thụy Diễm Trang

Cần Thơ, 2014
i


PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn kèm theo đây, với tựa đề là “Khả năng xử lý NH4+, NO3-, PO43trong nước thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nước kiến tạo ngầm ngang trồng
cây Huệ nước (Canna sp.)” được thực hiện và báo cáo bởi sinh viên Nguyễn Trùng
Dương đã thông qua trước hội đồng.

Cán bộ phản biện

Cán bộ phản biện

Ts. Nguyễn Xuân Lộc

Ths. Trần Sỹ Nam

Cán bộ hướng dẫn

Ts. Ngô Thụy Diễm Trang

ii


LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ts. Ngô Thụy Diễm Trang đã
dành nhiều thời gian để hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và cung cấp nhiều thông tin,
kiến thức quý báo để tôi hoàn thành tốt luận văn này
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Cô Nguyễn Thị Như Ngọc cùng các
Thầy, Cô Bộ môn Khoa học Môi trường đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong
suốt thời gian học tập của tôi.
Tôi xin gửi lời cảm ơn:
Các bạn Nguyễn Bảo Chung, Nguyễn Hùng Cường, Nguyễn Thanh Tùng,
Châu Quan Tâm, Nguyễn Hoàng Nhớ, Hồ Nhân Tâm, Lê Thị Quyên Em, Lê Thị Hoài
Thu, Huỳnh Thị Hồng Vẹn đã giúp đỡ tôi xuyên suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tập thể sinh viên lớp Khoa học Môi trường khóa 37 đã giúp đỡ tôi hoàn thành
đề tài.
Tôi xin chân thành biết ơn những người thân đã chia sẻ, động viên, đặc biệt là
ba mẹ đã luôn bên cạnh ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi để tôi hoàn thành
chương trình đại học.

Xin chân thành cảm ơn!
Cần thơ, ngày 10 tháng 12 năm 2014
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trùng Dương

iii


TÓM TẮT
Đạm, lân là nguyên nhân gây hiện tượng phú dưỡng trong hầu hết các thủy vực,
hai dưỡng chất này có nguồn gốc chính từ nước thải sinh hoạt… Do đó cần phải xử lý
và làm giảm nồng độ đạm, lân trong nước thải đến mức cho phép trước khi thải ra môi
trường. Nhằm góp phần vào nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ
thống đất ngập nước kiến tạo, đề tài “Khả năng xử lý NH4+, NO3-, PO43- trong nước
thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nước kiến tạo ngầm ngang trồng cây Huệ
nước (Canna sp.)” được thực hiện với lưu lượng tải nạp là 1000L/ngày và vận hành
trong 5 tháng. Thí nghiệm được bố trí trên hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm
theo phương ngang tại khu I – Đại học Cần Thơ. Hiệu suất xử lý của hệ thống được
đánh giá với hai nghiệm thức không trồng cây và có trồng cây Huệ nước (Canna sp.).
Kết quả cho thấy nồng độ NH4-N và PO4-P giảm dần sau khi qua hệ thống. Hiệu suất
xử lý NH4-N ở nghiệm thức có cây (55,5%) thấp hơn so với nghiệm thức không cây
(74,3%). Tương tự, hiệu suất xử lý PO4-P ở nghiệm thức có cây (67,8%) thấp hơn
nghiệm thức không cây (79%). Do thời gian thí nghiệm rất ngắn, nên cây Huệ nước
chưa phát huy tốt vai trò trong việc xử lý chất ô nhiễm cụ thể đạm, lân hòa tan trong
nước thải. Vì vậy cần kéo dài thời gian nghiên cứu để đánh giá rõ hơn vai trò của cây
Huệ nước.

Từ khóa: Cây Huệ nước (Canna sp.), đất ngập nước kiến tạo, xử lý đạm, xử lý lân,
nước thải sinh hoạt, hiệu suất xử lý

iv

MỤC LỤC
PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG ..................................................................................ii
LỜI CẢM TẠ...............................................................................................................iii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ..................................................................................................................... v
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................viii
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ........................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu đề tài....................................................................................................... 2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................... 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 2
1.3 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 2
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ....................................................................... 3
2.1 Vai trò của nước đối với sự sống của con người .................................................... 3
2.2 Nước thải sinh hoạt ............................................................................................... 3
2.2.1 Định nghĩa .................................................................................................... 3
2.2.2 Thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt............................................... 4
2.2.3 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến con người và sinh vật ...................... 4
2.2.4 Hiện tượng phú dưỡng hóa trong nước thải ................................................... 5
2.3 Xử lí nước thải sinh hoạt bằng đất ngập nước kiến tạo .......................................... 5
2.3.1 Định nghĩa đất ngập nước kiến tạo ................................................................ 5
2.3.2 Phân loại....................................................................................................... 5
2.3.3 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang (HSF) ...................... 6
2.3.4 Cơ chế loại bỏ đạm trong hệ thống đất ngập nước chảy ngầm ngang ............ 7
2.3.5 Cơ chế loại bỏ lân trong hệ thống đất ngập nước chảy ngầm ngang ............ 10
v

2.4 Cây Huệ nước ..................................................................................................... 10
2.5 Một số nghiên cứu ứng dụng Huệ nước trong xử lí nước thải sinh hoạt trên đất
ngập nước kiến tạo ............................................................................................. 11
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................... 13
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 13
3.2 Vật liệu và phương tiện nghiên cứu ..................................................................... 13
3.3 Mô tả hệ thống thí nghiệm .................................................................................. 13
3.4 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................. 16
3.5 Vận hành hệ thống .............................................................................................. 16
3.6 Phương pháp thu và phân tích mẫu ..................................................................... 17
3.7 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 18
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .................................................................. 19
4.1 Chất lượng nước ................................................................................................ 19
4.1.1 Chất lượng nước dọc hệ thống .................................................................... 19
4.1.2 Chất lượng nước đầu vào và đầu ra của hệ thống ........................................ 28
4.2 Hiệu suất xử lý đạm, lân của hệ thống ................................................................. 31
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................. 33
5.1 Kết luận .............................................................................................................. 33
5.2 Kiến nghị ............................................................................................................ 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
ĐNNKT

Đất ngập nước kiến tạo

et al.,

Cộng tác viên

ctv.

Cộng tác viên

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

NH4-N

Đạm amôn

NO3-N

Đạm nitrate

PO4-P

Lân Phosphate

DO

Oxy hòa tan

TN

Tổng nitơ

TKN

Tổng N Kjeldahl

FWS

Đất ngập nước kiến tạo chảy mặt

SSF

Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm

WHO

Tổ chức y tế thế giới

UNICEF

Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc

vii


DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang ................................ 6
Hình 2.2 Cơ chế loại bỏ đạm trong đất ngập nước ...................................................... 9
Hình 2.3 Chu trình photpho trong đất ngập nước ...................................................... 10
Hình 3.1 Mặt cắt đứng hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương
ngang xử lý nước thải sinh hoạt tại Khu I – Đại học Cần Thơ ................................... 13
Hình 3.2 Bể đầu vào ................................................................................................. 14
Hình 3.3 Bể lọc than đước – xơ dừa .......................................................................... 15
Hình 3.4 Bể xử lý cát trồng thực vật ......................................................................... 15
Hình 3.5 Mặt bằng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng ĐNNKT chảy ngầm
phương ngang và các vị trí thu mẫu .......................................................................... 17
Hình 4.1: Diễn biến DO (mg/L) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 20
Hình 4.2: Diễn biến nhiệt độ (oC) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 21
Hình 4.3: Diễn biến pH tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức không cây
và có cây ................................................................................................................... 22
Hình 4.4: Diễn biến EC (S/cm) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 23
Hình 4.5: Diễn biến NO3-N (mg/L) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 25
Hình 4.6: Diễn biến NH4-N (mg/L) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 26
Hình 4.7: Diễn biến PO4-P (mg/L) tại các vị trí thu mẫu dọc hệ thống ở nghiệm thức
không cây và có cây .................................................................................................. 28

viii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Đặc tính của nước thải sinh hoạt ............................................................... 4

Bảng 2.2 Các thông số tiêu biểu thiết kế đất ngập nước kiến tạo .............................. 6
Bảng 3.1 Thời gian thu mẫu tại các vị trí trên hệ thống thí nghiệm ......................... 17
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích mẫu nước ................................... 18
Bảng 4.1 Thành phần và chất lượng của nước thải đầu vào ................................... 19
Bảng 4.2 Chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra giữa hai nghiệm thức có cây và
không cây trên hệ thống xử lý ................................................................................ 29
Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý đạm, lân của hệ thống ở hai nghiệm thức không cây và có
cây ......................................................................................................................... 31

ix


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1

Đặt vấn đề

Ngày nay, Việt Nam đã và đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nước trầm
trọng do con người gây ra. Tình trạng ô nhiễm nước thấy rõ nhất là ở các đô thị lớn, nơi
tập trung đông dân cư cùng các hoạt động dịch vụ thương mại, nước thải sinh hoạt
không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp thải ra sông, hồ... Theo Báo cáo Hiện
trạng môi trường 2012 – Môi trường nước mặt của Tổng Cục Môi trường, tại một số
thành phố, đô thị lớn mới chỉ đầu tư một vài trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung
nhưng đều ở quy mô nhỏ, công suất xử lý không đáp ứng yêu cầu thực tế.
Một trong những chỉ tiêu cần phải quan tâm trong nước thải sinh hoạt là hàm
lượng nitơ, photpho. Quá nhiều nitơ và photpho trong nước thải khi thải ra môi trường
sẽ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, gây hiện tượng phú dưỡng dẫn đến sự phát
triển mạnh mẽ của các loại rong, tảo gây tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi
thức ăn, giảm chất lượng nước... gây độc cho động vật thuỷ sinh. Khi xử lý nitơ trong

nước thải không đạt, để hợp chất nitơ đi vào trong chuỗi thức ăn hay trong nước cấp có
thể gây nên một số bệnh nguy hiểm: nitrate tạo chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp
với các acid amin để tạo thành các nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư dạ dày.
Photpho không thuộc loại hóa chất độc hại đối với sinh vật nhưng nếu hàm lượng quá
cao sẽ làm cho rong tảo phát triển mạnh. Vì thế việc xử lý triệt để ô nhiễm nước thải
cần được quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu loại bỏ đạm, lân ra khỏi nước
thải sinh hoạt trước khi thải ra môi trường.
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hiện đại, tiên tiến,
có ưu điểm là đạt hiệu suất xử lý cao, nhưng đòi hỏi nhiều chi phí đầu tư và vận hành.
Do đó việc xử lý nước ô nhiễm bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo (ĐNNKT) có
dòng chảy ngầm ngang hiện đang được chấp nhận như là một công nghệ có thể được
sử dụng để xử lý nhiều loại nước thải ở các nước nhiệt đới (Ngô Thụy Diễm Trang và
Hans Brix, 2012) với những ưu điểm: chi phí xây dựng, vận hành, bảo dưỡng thấp, ít
tốn nhiên liệu, thân thiện với môi trường. Đặc biệt khả năng xử lý nước thải tốt khi kết
hợp với trồng thực vật vì thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải:
các phần cơ thể của thực vật tạo bề mặt để vi khuẩn bám vào và phát triển để phân hủy
chất ô nhiễm, giảm vận tốc dòng chảy, tăng khả năng lắng và giữ lại các chất rắn của
nước thải trong khu đất ngập nước kiến tạo, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước thải và
thực vật, do đó tăng khả năng hấp thu đạm, lân (Brix, 1997).
1


Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng thực vật trong việc xử lý nước thải và đem lại
kết quả khả thi như nghiên cứu của Trang et al. (2010) trên cùng hệ thống với cây
trồng là Sậy cho hiệu suất xử lý NH4-N và TKN lần lượt là 87% và 91%. Nghiên cứu
của Lê Thị Lệ (2013) khi trồng cỏ vetiver trên cùng hệ thống cho hiệu quả xử lý PO4-P
đạt lần lượt là 68,8% và 59,4% (khi trồng cây và khi không trồng cây). Nghiên cứu của
Nguyễn Duy Khoa (2013) khi trồng cỏ vetiver trên hệ thống đất ngập nước kiến tạo có
dòng chảy ngầm ngang để xử lý nước thải sinh hoạt cho kết quả chất lượng nước được
cải thiện, hiệu suất xử lý NH4-N của hệ thống khi trồng cây đạt 36,1% cao hơn so với

khi không trồng cây đạt 22,2%. Các loài thực vật được nghiên cứu trước đây đều chỉ
giới hạn ở khả năng xử lý nước thải và có thể sử dụng sinh khối làm phân ủ compost
hay làm thức ăn gia súc, tuy nhiên không có giá trị về mặt mỹ quan (không thể trồng để
tạo cảnh quan đô thị, khu dân cư vì các loài cây này thường không có hoa)... Huệ nước
là một loài thực vật có khả năng xử lý nước khá tốt (Trang, 2009) và được trồng nhiều
trên các tuyến đường trong các khu đô thị để tạo cảnh quan. Do đó đề tài “Khả năng
xử lý NH4+, NO3-, PO43- trong nước thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nước kiến
tạo ngầm ngang trồng cây Huệ nước (Canna sp.)” được thực hiện tại khu I – Đại học
Cần Thơ nhằm góp phần khẳng định thêm khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của Huệ
nước cũng như khả năng thích nghi sinh trưởng của chúng trên hệ thống đất ngập nước.
1.2

Mục tiêu đề tài

1.2.1 Mục tiêu tổng quát: Góp phần giảm thiểu tác động môi trường từ nước thải sinh
hoạt.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể: Xác định vai trò xử lý NH4-N, NO3-N và PO4-P của hệ thống
đất ngập nước kiến tạo nền cát chảy ngầm ngang.
1.3 Nội dung nghiên cứu: Tìm hiểu khả năng xử lý nước thải của hệ thống ĐNNKT
và vận hành hệ thống liên tục với hai nghiệm thức là không trồng cây và có trồng cây
trong hai tháng; thu mẫu và phân tích NH4-N, NO3-N và PO4-P (trong nước thải đầu
vào và trong nước sau khi qua hệ thống) để so sánh hiệu suất xử lý NH4-N,
NO3-N và PO4-P của hệ thống có trồng cây và không trồng cây.

2


CHƯƠNG 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Vai trò của nước đối với sự sống con người

Đối với con người và động vật, nước là yếu tố quan trọng thứ hai sau oxy. Nước
trong cơ thể phân bố không giống nhau ở các cơ quan khác nhau. Ở mô xương, mô mỡ
nước chiếm khoảng 25% nhưng ở mô cơ nước chiếm hơn 80%. Lượng nước trong cơ
thể thường chiếm trung bình trên 75%. Nếu thiếu nước sự sống sẽ chấm dứt, nước là
một loại dung môi quan trọng nhất trong tế bào sống, nhờ tính chất hòa tan các chất mà
các phản ứng sinh hóa được xảy ra dễ dàng và liên tục, nước tham gia vào các phản
ứng thủy phân và oxy hóa trong tế bào, nước tham gia vào quá trình vận chuyển các
chất... Nước được trao đổi liên tục từ môi trường vào cơ thể sống và ngược lại. Vì vậy
nước rất cần được làm sạch trước khi được đưa vào cơ thể sống (Nguyễn Đức Lượng
và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003).
Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh
thần cho dân, nước đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Trong
nông nghiệp, nước là nhu cầu thiết yếu đối với cây trồng, đồng thời còn có vai trò điều
tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất…
Việt Nam có mạng lưới sông ngòi rất lớn, vào mùa mưa lượng nước ngọt chiếm
tới 80% tổng lượng nước có trong năm, tuy nhiên vào mùa khô lượng nước ngọt chỉ
còn 20%. Theo Báo cáo tại hội thảo quốc tế “Kiểm soát ô nhiễm nước tại Việt Nam”
ngày 17/04/2014 mặc dù có tài nguyên nước dồi dào, tuy nhiên mức độ ô nhiễm nước
đang ngày càng gia tăng do không kiểm soát được nguồn gây ô nhiễm hiệu quả. Tình
trạng này đang gây ra những ảnh hưởng rõ ràng đến sức khỏe của người dân, làm tăng
nguy cơ ung thư, sẩy thai và dị tật bẩm sinh, dẫn đến suy giảm giống nòi.
2.2 Nước thải sinh hoạt
2.2.1 Định nghĩa
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường được thải
ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác.
Theo định nghĩa đơn giản nhất nước thải chính là nước cấp cho cộng đồng, sau khi
được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau đã bị nhiễm bẩn và thải ra môi trường (Lê
Hoàng Việt, 2003).

3


2.2.2 Thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó
khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lượng lớn vi sinh vật
ở dạng các virus và vi khuẩn gây bệnh như tả lỵ, thương hàn… Đồng thời trong nước
thải cũng chứa các vi khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải. Thành
phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát
nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh,…
Bảng 2.1 Đặc tính của nước thải sinh hoạt
Chỉ tiêu

Nồng độ ô nhiễm

Đơn vị

BOD5
COD
Đạm hữu cơ
Đạm amôn
Đạm tổng số
Lân tổng số
Tổng chất rắn
Tổng chất rắn lơ lửng

Cao
400
1000
35

50
85
15
1200
350

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

Trung bình
220
500
15
25
40
8
720
220

Thấp
110
250
8
12

20
4
350
100

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2003)

2.2.3 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến con người và sinh vật
Ảnh hưởng đến con người:

-

Ở nhiều khu vực nội thành và ngoại ô nước thải sinh hoạt chưa được xử lý mà
thải trực tiếp ra sông, kênh, rạch tạo điều kiện cho mầm bệnh lây lan và gây bệnh cho
người dân khi sử dụng.
Theo thống kê của WHO, mỗi năm có 4 tỷ ca mắc bệnh tiêu chảy trên toàn thế
giới vì nước không an toàn, vệ sinh môi trường và vệ sinh cá nhân kém; 6 triệu người
bị mù do bệnh đau mắt hột (một bệnh phổ biến ở các cộng đồng nông thôn nghèo thiếu
phương tiện vệ sinh cá nhân cơ bản, thiếu nước sạch và điều kiện vệ sinh môi trường).
Theo báo cáo của WHO/UNICEF, 95% dân số Việt Nam có thể tiếp cận nước được cải
thiện nhưng chỉ 23% dân số được hưởng nước máy tại hộ gia đình. Khoảng 76% dân số
có thể tiếp cận các phương tiện vệ sinh môi trường được cải thiện, trong khi đó 4% vẫn
còn phóng uế bừa bãi.
-

Ảnh hưởng đến sinh vật:
4


Ô nhiễm nước ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật sống trong nước, đặc biệt là

vùng sông do nước chịu tác động của ô nhiễm nhiều nhất. Nhiều loài thủy sinh vật hấp
thu các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày gây biến đổi trong cơ thể, một số
trường hợp gây đột biến gene tạo nhiều loài mới, một số trường hợp làm chết các loài
thủy sinh.
2.2.4 Hiện tượng phú dưỡng hóa trong nước thải
Phú dưỡng là hiện tượng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn
nước thải. Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng độ chất dinh dưỡng N, P cao,
tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, sự yếm khí và môi trường khử của
lớp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển mạnh mẽ của tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng
của các sinh vật nước, đặc biệt là cá, nước có màu xanh đen hoặc đen, có mùi khai thối
do thoát khí H2S v.v... Nguyên nhân gây phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn N,
P từ nước thải sinh hoạt của các khu dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi
trường hồ. Sự phú dưỡng nước hồ đô thị và các sông kênh dẫn nước thải gần các thành
phố lớn đã trở thành hiện tượng phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới. Hiện tượng
phú dưỡng hồ đô thị và kênh thoát nước thải tác động tiêu cực tới hoạt động văn hoá
của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không
khí của đô thị ( />2.3 Xử lý nước thải sinh hoạt bằng đất ngập nước kiến tạo
2.3.1 Định nghĩa đất ngập nước kiến tạo
Đất ngập nước kiến tạo (ĐNNKT) là một hệ thống công trình xử lý nước thải
được kiến thiết và tạo dựng mô phỏng có điều chỉnh theo tính chất của đất ngập nước
tự nhiên với cây trồng chọn lọc. Đất ngập nước kiến tạo được xây dựng cho mục đích
vừa xử lý nước thải vừa tạo sinh cảnh (Lê Anh Tuấn và ctv., 2009).
Định nghĩa khác: Đất ngập nước kiến tạo là các bãi đất được quy hoạch sẵn,
phân thành từng thửa và từng ô. Người ta có thể thay thế đất trong các ô, thửa bằng các
loại vật liệu lọc tự nhiên có khả năng lọc và hấp thụ các chất bẩn cao như cát, sỏi,
đá,…(Trần Đức Hạ, 2006).
2.3.2 Phân loại
Theo Lê Anh Tuấn và ctv., (2009) ĐNNKT được phân thành hai loại là:
 Đất ngập nước kiến tạo chảy mặt (FWS)
 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm (SSF)

5


Trong đó, đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm được chia thành hai loại theo dòng chảy
là:
 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương đứng
 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang
 Các thông số thiết kế hệ thống đất ngập nước kiến tạo:
Bảng 2.2 Các thông số tiêu biểu để thiết kế đất ngập nước kiến tạo
Thông số thiết kế
Thời gian tồn lưu nước
Chiều sâu nước
Lưu lượng nạp BOD5
Lưu lượng nạp nước
Diện tích riêng

Loại hệ thống

Đơn vị
ngày
m
2
g/m .ngày
m3/m2.ngày
ha/(103 m3/ngày)

FWS
4 – 15
0,09 – 0,61
< 6,77

0,014 – 0,047
7,16 – 2,14

SSF
4 – 15
0,3 – 0,76
< 6,77
0,014 – 0,047
7,16 – 2,14

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2003)

2.3.3 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang (Horizontal
subsurface flow – HSF)
Nước thải được đưa vào và chảy chậm qua vùng lọc xốp dưới bề mặt của chất
nền trên một đường ngang. Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với các vùng
hiếu khí, yếm khí. Các vùng hiếu khí ở xung quanh rễ, nó được làm sạch bởi sự phân
hủy sinh học của vi sinh vật (Lê Anh Tuấn, 2004).
Ở đồng bằng sông Cửu Long, do đặc điểm độ dốc nhỏ, mực nước ngầm khá cao,
đất thấm ít nên hình thức đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương nằm ngang
phù hợp hơn cả (Lê Anh Tuấn, 2004).

Hình 2.1 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang
(Ngô Thụy Diễm Trang, 2011)

6


Theo nghiên cứu của Ngô Thụy Diễm Trang và Hans Brix (2012) khi đánh giá
hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt trên cùng hệ thống với lưu lượng nạp nước đầu vào

cao 1200 L/ngày đã cho thấy có hiện tượng chảy tràn bề mặt và hàm lượng đạm trong
nước thải đầu ra vượt tiêu chuẩn loại A QCVN 24:2009. Do đó, lưu lượng nạp nước
được đề xuất trong nghiên cứu hiện tại là 1000 L/ngày.
2.3.4 Cơ chế loại bỏ đạm trong hệ thống đất ngập nước chảy ngầm ngang
Trong nước thải Nitơ hiện diện dưới dạng Nitơ hữu cơ, NH3, NH4+, NO2-, NO3và N2 . Cơ chế loại bỏ Nitơ là cơ chế chuyển hóa Nitơ hữu cơ thành NH4+ (amôn hóa),
sau đó NH4+ sẽ được chuyển hóa thành NO2- và NO3- nhờ hoạt động của vi sinh vật
hiếu khí (nitrate hóa). Trong đất ngập nước chảy ngầm ngang, điều kiện yếm khí chiếm
ưu thế. Những vùng sát hệ thống rễ và gần bề mặt hệ thống sẽ có điều kiện hiếu khí.
(Vymazal, 2007).
Nhìn chung Nitơ trong đất ngập nước có thể bị loại bỏ bởi các cơ chế sau (Lê
Hoàng Việt, 2003)
 Sự amôn hoá
 Hấp phụ bởi chất nền
 Bị hấp thu bởi thực vật và sau đó thực vật được thu hoạch và đưa ra khỏi hệ
thống.
 Sự bay hơi của amonia (NH3).
 Quá trình nitrate hóa và khử nitrate hóa của vi sinh vật.
a. Quá trình amôn hóa:
Nitơ hữu cơ sẽ biến đổi thành NH4+ trong quá trình khoáng hóa. Sự khoáng hóa
là kết quả của quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ bởi hoạt động của vi sinh vật hiếu
khí và kị khí.
NH4+ + OH-

NH3 + H2O

Sau khi hình thành, NH4+ có thể được cây hoặc tảo hấp thu và biến ngược lại
thành chất hữu cơ (Hình 2.2).
b. Quá trình nitrate hóa:
NH4+ bị oxy hóa thành NO2- và NO3- nhờ hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, quá
trình này gọi là sự nitrate hóa. Vi khuẩn tham gia quá trình nitrate hóa gồm 2 nhóm:

7


+ Nhóm vi khuẩn nitrite: oxy hóa amoniac thành nitrite, hoàn thành giai đoạn
thứ nhất. Đại diện là Nitrosomonas
+ Nhóm vi khuẩn nitrate: oxy hóa nitrite thành nitrate, hoàn thành giai đoạn thứ
hai. Đại diện là Nitrobacter
Phương trình phản ứng:
55NH4++76O2+109HCO3-

C5H7O2N+ 57H2O+ 104H2CO3 + 54NO2-

400NO2- + NH4++ 195O2 + HCO3- + 4H2CO3

C5H7O2N+ 3H2O + 400NO3-

Tốc độ phát triển của Nitrosomonas chậm hơn Nitrobacter do đó nồng độ NO2rất thấp (<1mg/L) trong giai đoạn ổn định. Vì vậy trong quá trình động học người ta
chỉ sử dụng các thông số liên quan đến vi khuẩn Nitrosomonas để đặc trưng cho quá
trình nitrate hóa.
Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn thứ hai.
Bằng thực nghiệm người ta chứng minh rằng lượng oxy tiêu hao để oxy hóa 1mg Nitơ
của muối amôn thành nitrate là 4,3mgO2 và quá trình này cần khoảng 8,64mgHCO3/
1mg amôn bị oxy hóa (Lê Hoàng Việt, 2003).
c. Quá trình khử nitrate:
Quá trình khử nitrate là quá trình tách oxy khỏi nitrite, nitrate dưới tác dụng của
vi khuẩn trong điều kiện thiếu khí (<1mg/L). Oxy được tách ra từ nitrite và nitrate được
dùng để oxy hóa các chất hữu cơ. Quá trình này cũng có thể chia thành 2 giai đoạn: giai
đoạn biến đổi nitrate thành nitrite và giai đoạn hình thành các chất khí như NO, N 2O,
N2 (Lê Hoàng Việt, 2003)

NO3-

NO2-

NO

N2O

N2

Ba sản phẩm sau cùng là các chất khí sẽ được phóng thích vào khí quyển.
Quá trình khử nitrate được thực hiện bởi các vi khuẩn thuộc các giống
Achromobacter, Aerobacter, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Flavobacterium,
Pseudomonas, Lactobacillus,...
Tốc độ khử nitrate phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Oxy hòa tan (DO): Quá trình khử nitrate xảy ra trong điều kiện thiếu khí nên
nồng độ DO ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của quá trình vỡ oxy trong nước thải ức
8


chế các enzim khử nitrate. Loài Pseudomonas bị ức chế ở DO ≥ 0,2 mg/L, quá trình
khử nitrate bị dừng khi DO là 0,13 mg/L. Tốc độ khử nitrate ở DO = 0,2 mg/L chỉ bằng
một nửa tốc độ khử nitrate ở DO là 0 mg/L, khi DO tăng lên 2 mg/L thì tốc độ khử
nitrate chỉ bằng 10% ở DO là 0 mg/L.
+ pH: Quá trình khử nitrate không thể xảy ra khi pH thấp vì sẽ ức chế vi khuẩn
khử nitrate hoạt động. Theo Lê Hoàng Việt (2003) pH từ 7 – 8 là khoảng thích hợp
nhất cho quá trình khử nitrate xảy ra tối ưu, pH thấp (4 – 8) hoặc cao hơn (8 – 9,5) sẽ
làm tốc độ khử nitrate giảm.
+ Nhiệt độ: Tốc độ tăng lên gấp đôi khi tăng nhiệt độ lên 10°C trong khoảng
nhiệt độ 5 - 25°C.

+ Chất hữu cơ: Các chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy tạo điều kiện tốt thúc đẩy
tốc độ khử nitrate. Quá trình khử xảy ra trong điều kiện thiếu khí và cần nguồn C-hữu
cơ (1g NO3-N cần khoảng 3g COD).
+ Độc tố và yếu tố kìm hãm quá trình khử nitrate: Oxy ức chế enzyme khử
nitrate. Nồng độ oxy hòa tan sẽ ức chế quá trình khi đạt 13% nồng độ bão hòa.
Quá trình nitrate hóa có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước thải. Trước tiên nó
phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu cơ, quan trọng hơn quá trình này giúp tích
lũy được một lượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa các chất hữu cơ không chứa
Nitơ khi lượng oxy tự do (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn cho quá trình này
(Lê Hoàng Việt, 2003). Ngoài ra, chỉ có quá trình khử nitrate thì N mới được loại bỏ ra
khỏi hệ thống đất ngập nước hoàn toàn qua dạng khí Nitơ. Còn các quá trình còn lại N
chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Thực vật hấp thu N trong trường hợp sinh
khối được thu hoạch thì N mới được loại bỏ hẵn ra khỏi hệ thống (Ngô Thụy Diễm
Trang và Hans Brix, 2012).

Hình 2.2 Cơ chế loại bỏ đạm trong đất ngập nước
(Metcalf & Eddy, 1991 trích dẫn bởi Lê Anh Tuấn và ctv., 2009)

9


2.3.5 Cơ chế loại bỏ lân trong hệ thống đất ngập nước chảy ngầm ngang
Photpho hiện diện trong tự nhiên ở cả hai dạng hữu cơ và vô cơ. Do photpho
không có thành phần khí nên chu trình photpho được xem là kín, photpho có thể tồn tại
ở dạng: trong chất hữu cơ như một phần trong sinh khối sống; trong kết tụ photpho
không hòa tan với các ion sắt, canxi và nhôm trong nền đất ngập nước.
Đất ngập nước cung cấp môi trường cho sự chuyển đổi của các dạng photpho
bên trong hệ thống đất ngập nước (Hình 2.3). Theo Vymazal (2007) quá trình chuyển
đổi photpho trong đất ngập nước bao gồm hấp phụ/giải hấp phụ, kết tủa, hấp thu của
thực vật và vi sinh vật, sự phân mảnh, thấm lậu, sự khoáng hóa, trầm tích và tích trữ.

Trong đó, quá trình chính loại bỏ lân trong đất ngập nước là quá trình kết tủa, hấp phụ
của chất nền, hấp thu của thực vật và vi sinh vật (Lê Hoàng Việt, 2003).

Hình 2.3 Chu trình phospho trong đất ngập nước
(Mitsch & Gosselink, 2000 vẽ lại bởi Lê Anh Tuấn và ctv., 2009)

2.4 Cây Huệ nước
Tên khoa học: Canna sp.
Họ: Cannaceae (Chuối Hoa)
Cây Huệ Nước hay còn gọi là cây Ngãi Hoa, cây thân cỏ, cao 1 - 1,5m, gốc có
thân rễ bò dài. Lá rộng màu xanh bóng hay màu đỏ, gân lông chim nổi rõ. Tốc độ sinh
trưởng nhanh. Cây ưa sáng, nhu cầu nước cao, ưa khí hậu mát ẩm. Nhân giống bằng
cách tách bụi, cây mọc khỏe cây phát triển rộng rãi trong tự nhiên, cây có hoa đầy màu
sắc, cây không chỉ có tác dụng làm đẹp cho cảnh quan mà còn có tác dụng xử lý nước
thải. Theo nghiên cứu của Nguyễn Hồng Kiểm (2010), khi dùng cây Huệ Nước trồng
10


trên hệ thống đất ngập nước dòng chảy ngầm ngang để xử lý nước thải sinh hoạt cho
kết quả nước thải đầu ra đạt quy chuẩn xả thải (QCVN 14:2008), hiệu suất xử lý BOD5
(77,89%), TN (81,67%), TP (58%).
2.5 Một số nghiên cứu ứng dụng Huệ nước trong xử lý nước thải sinh hoạt trên
đất ngập nước kiến tạo
Trên thế giới, xử lý nước thải bằng đất ngập nước kiến tạo đã được áp dụng
khoảng 100 năm nay ở Mỹ và Châu Âu và gần đây nhất là ở các nước Châu Á và Châu
Úc. Việc nghiên cứu kỹ thuật đất ngập nước kiến tạo khá nhiều trong khoảng hơn 20
năm nay, đặc biệt là các công trình của Kadlec & Knight (1996), US-EPA (1988),
Moshiri (1993), Kadllec et al. (2000), Solano et al. (2003), Vymazal (2005),… cho
thấy hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm như nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy
hóa học (COD), lượng oxy hòa tan (DO), tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS), đạm tổng

số (TKN), tổng Phophorous (Ptotal), tổng số Coliform,… đều giảm đáng kể trong nước
thải (trích bởi Lê Anh Tuấn, 2007).
Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bằng ĐNNKT còn khá mới, bước
đầu được áp dụng thử nghiệm ở một số Trung tâm công nghệ môi trường và một số
trường Đại học. Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy có thể ứng dụng ĐNNKT trong
xử lý nước thải sinh hoạt trong điều kiện Việt Nam. Nghiên cứu của Lê Minh Long
(2009) sử dụng đất ngập nước có trồng cây Rau Muống, Rau Xà Lách và Huệ nước để
xử lý nước thải bể nuôi cá rô phi với 3 nghiệm thức là 3 tốc độ tuần hoàn nước 50%,
200% và 400% cho thấy hiệu suất xử lý NH4-N trung bình ở tốc độ 50% là 79,7%, kế
đến là 200% (37,1%) và 400% (24,3%), TKN 50% đạt 71,2%, tiếp đến là nghiệm thức
200% với 41% thấp nhất là nghiệm thức 400% (51,2%). Nghiên cứu của Nguyễn Hồng
Kiểm (2010), khi dùng cây Huệ Nước trồng trên hệ thống đất ngập nước dòng chảy
ngầm ngang để xử lý nước thải sinh hoạt cho kết quả nước thải đầu ra đạt quy chuẩn xả
thải (QCVN 14:2008), hiệu suất xử lý BOD5 (77,89%), TN (81,67%), TP (58%).
Ngoài ra một số nghiên cứu tương tự được thực hiện trên cùng hệ thống với các
loại cây khác cũng cho kết quả cao trong xử lý nước thải như: Nghiên cứu của Ngô
Thụy Diễm Trang và Hans Brix (2012) khi đánh giá hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt
trên ĐNNKT có trồng Sậy, hệ thống được vận hành với hai mức tải nạp thủy lực
(HLRs) là 31 và 62 mm/ngày cho thấy khả năng xử lý TSS, lân hòa tan và lân tổng là
rất hiệu quả và không đổi cho cả hai mức HLRs với hiệu suất xử lý trung bình tương
ứng khoảng 94,99% và 99%. Kết quả cho thấy bằng cách sử dụng ĐNNKT trong việc
xử lý nước thải sinh hoạt là phương pháp khả thi. Chất lượng nước thải đầu ra của hệ
thống đạt TCVN cho phép xả thải vào nguồn nước mặt. Nghiên cứu của Nguyễn Duy
11


Khoa (2013) khi trồng cỏ vetiver trên hệ thống đất ngập nước kiến tạo có dòng chảy
ngầm ngang để xử lý nước thải sinh hoạt cho kết quả chất lượng nước được cải thiện,
hiệu suất xử lý NH4-N của hệ thống khi trồng cây đạt 36,1% cao hơn so với khi không
trồng cây đạt 22,2%; TKN (43,4%). Nghiên cứu của Trương Thị Phương Thảo và Ngô

Thụy Diễm Trang (2013) được thực hiện trên mô hình đất ngập nước kiến tạo chảy
ngầm theo phương ngang với cây trồng được sử dụng là Bồn bồn (Typha orientalis C.
Presl.) xử lý nước thải sinh hoạt và nước mưa, kết quả cho thấy nồng độ tổng Nitơ (TN)
có xu hướng giảm dần dọc theo hệ thống. Bồn bồn phát triển rất tốt trên hệ thống, đặc
biệt tại phân đoạn đầu tiên (3 m). Ngoài ra, hiệu suất xử lý TN tương ứng ở từng giai
đoạn thích nghi (70 ngày) và giai đoạn hoạt động (98 ngày) của hệ thống là 88,5% và
60,8%.

12


CHƯƠNG 3
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện trong vòng 05 tháng, từ tháng
06/2014 đến tháng 11/2014.
- Địa điểm nghiên cứu: Khu thực nghiệm xử lý nước thải bằng đất ngập nước
kiến tạo ở khu I – Đại học Cần Thơ, TP. Cần Thơ.
3.2 Vật liệu và phương tiện nghiên cứu
- Dụng cụ thu, bảo quản và phân tích mẫu: chai nhựa, cốc thủy tinh, bình tam
giác, ống hút nhỏ giọt, pipet, bình định mức,...
- Các loại thiết bị đo nhanh các chỉ tiêu pH, EC, DO, nhiệt độ.
- Hóa chất, dụng cụ để phân tích các chỉ tiêu NH4+, NO3- và PO43-.
- Thực vật nghiên cứu: Huệ nước được thu phía nhà xe tại khoa Môi trường và
trồng trong thời gian bố trí nghiệm thức không trồng cây (trồng tại khoa) để cây sinh
trưởng đồng đều, sau đó lựa chọn những cây đạt kích thước cần thiết và tương đối đồng
nhất với trung bình chiều dài thân và rễ tương ứng khoảng 70 cm và 15 cm, rửa sạch
cát bằng nước máy và trồng trên hệ thống (đối với nghiệm thức trồng cây).
3.3 Mô tả hệ thống thí nghiệm
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm

theo phương ngang được thiết kế phục vụ nghiên cứu tốc độ dòng chảy trong hệ thống
do Dự án VLIR – A2 tài trợ. Hệ thống được xây dựng và hoàn thành năm 2002.
Huệ nước

Hình 3.1: Mặt cắt đứng hệ thống ĐNNKT chảy ngầm theo phương ngang xử lý
nước thải sinh hoạt tại Khu I – Đại học Cần Thơ (đơn vị: mm)
(vẽ lại từ Trương Thị Phương Thảo, 2012)

13


a. Bể đầu vào (bể điều lưu)
Nước thải từ các hộ gia đình ở Khu I, Đại học Cần Thơ sẽ được thu gom qua hệ
thống cống và tập trung tại một khu đất trũng gần hệ thống. Nước thải tiếp tục được
bơm vào bể điều lưu có kích thước 1,6 m x 1,6 m x 2 m (dài x rộng x cao). Các chất
thải rắn có kích thước lớn sẽ bị giữ lại nhờ lưới lược rác được đặt phía dưới ống nước
bơm vào bể điều lưu, một ống tràn đường kính 90 mm đặt cách đáy bể 1,7 m để đề
phòng trường hợp chảy tràn, và một van xả đáy để xả cặn lắng khi cần thiết. Nước thải
sẽ chảy theo ống dẫn đặt ở đáy bể sang bể lọc than đước, khi mực nước trong bể vào
cao hơn mực nước ở bể lọc than đước, nước sẽ được điều chỉnh bằng 2 van (đường
kính 34 mm) đặt sát mặt đất cặp 2 bên thành bể (Hình 3.2)

Hình 3.2 Bể đầu vào

b. Bể lọc than đước
Bể lọc than đước có kích thước 0,5 m x 1,6 m x 1,3 m (dài x rộng x cao). Tác
dụng chủ yếu của bể lọc này là thực hiện quá trình lọc giữ lại các chất rắn, khử mùi,
một số chất ô nhiễm và vi sinh có trong nước thải. Nguyên liệu lọc của bể lọc than
đước là than đước được đập thành cục, với kích thước trung bình là 60 mm x 100 mm.
Bên trên lớp than đước là lớp đá 4 cm x 6 cm tạo độ nặng để tránh than đước bị nổi lên

(Hình 3.3).
c. Bể lọc xơ dừa
Sau bể than đước, nước thải sẽ được chảy qua một đập tràn thành mỏng 0,15 m
x 0,1 m x 0,1 m để đến bể lọc xơ dừa 0,4 m x 1,6 m x 1,05 m (dài x rộng x cao). Bể lọc
xơ dừa được ngăn cách với bể cát xử lý phía sau bằng một tấm lưới thép, trong bể có

14


kẹp xơ dừa để ngăn cát tràn ngược về phía trước và ngăn không cho các mảnh vụn của
than cũng như các mảnh vụn hữu cơ có kích thước lớn đi vào bể phía sau (Hình 3.3)

Hình 3.3 Bể lọc than đước – xơ dừa

d. Bể cát xử lý có trồng thực vật
Phần chính của hệ thống là bể xử lý cát có trồng thực vật bên trên với kích thước
12 m x 1,6 m (dài x rộng), tuy nhiên 1 m đầu của bể (ngay sau bể lọc xơ dừa) là khu
vực trũng với độ cao cát là 0,5 m và được ngăn cách với bể lọc phía sau bằng 1 tấm
thép nhằm tránh cát tràn ngược về phía sau và nước sẽ không chảy tràn bề mặt khi lưu
lượng bơm cao. Đây là khu vực chứa nước sau khi lọc qua bể xơ dừa sẽ chảy từ từ vào
bể lọc cát có trồng thực vật. Chiều cao đầu khu đất là 1,75 m, chiều cao cuối khu đất là
2 m, đáy bể được đặt nghiêng hướng bể đầu ra với độ dốc i = 1%. Bên trong bể được
đặt 3 ống nhựa đường kính 150 mm để đo mực nước bên trong. Phía dưới dọc theo
chiều dài của hệ thống có đặt 5 van lấy mẫu nước cách vị trí đầu vào lần lượt là 1,9; 3,8;
5,9; 7,9 và 9,9 m (Hình 3.4)

Hình 3.4 Bể xử lý cát trồng thực vật

15

e. Bể đầu ra
Bể đầu ra có kích thước là 0,8 m x 1,6 m x 1,2 m (dài x rộng x cao). Hai vòi
chảy tràn đặt cách đáy hệ thống 1,3 m đặt ở bể đầu ra. Ngoài ra, có một vòi xả đáy đặt
cách đáy hệ thống là 0,6 m để lấy nước đầu ra và một van xả đáy.
3.4 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện trên hệ thống đất ngập nước kiến tạo được bố trí trên
khu đất có kích thước 15,45 m x 1,6 m (dài x rộng) tại khu I – Đại học Cần Thơ với hai
nghiệm thức là không trồng cây và trồng cây.
Trước khi tiến hành thí nghiệm, hệ thống được hiệu chỉnh lại gồm: vệ sinh các
bể đầu vào và đầu ra; rửa than đước trong bể lọc than đước; thay xơ dừa trong bể lọc
xơ dừa, thay lớp đệm chắn mới, vệ sinh các van thu mẫu.
Thí nghiệm được thực hiện theo 2 giai đoạn tương ứng với 2 nghiệm thức là
không trồng cây và trồng cây (mỗi nghiệm thức tiến hành trong một tháng).
Vận hành hệ thống và tiến hành thu mẫu nước tại các điểm thu mẫu đã xác định
trước dựa theo thời gian tồn lưu nước thực tế của hệ thống (Bảng 3.1)
3.5 Vận hành hệ thống
Hệ thống sẽ được vận hành liên tục với hai nghiệm thức: không trồng cây và có
trồng cây với lưu lượng tải nạp giống nhau 1000 L/ngày.
Qui trình bơm nước thải đầu vào:
Ta có diện tích bể đầu vào: S = 1,6 x 1,6 = 2,56 m2
Lưu lượng 1000 L/ngày, thể tích nước được bơm vào hệ thống được chia làm 2
đợt: 500 L vào lúc 6h, 500 L còn lại được bơm vào 18h, chiều cao cột nước cần bơm
mỗi đợt là:
0,5m3
h
 0,195m  19,5cm
2,56m2



Giai đoạn 1: chạy hệ thống không trồng cây, hệ thống hoạt động với lưu
lượng nạp nước là 1000 L/ngày trong một tháng (4 tuần) để hệ vi sinh vật thích nghi
trong điều kiện hệ thống không trồng cây, sau đó tiến hành thu mẫu nước.

Giai đoạn 2: chạy hệ thống có trồng cây, trước khi tiến hành thí nghiệm,
chọn các cây gần đồng dạng để trồng lên hệ thống với mật độ cây trồng là 5 cây/m2,
tổng số cây trồng là 88 cây. Sau đó tiến hành trồng cây và cho hệ thống hoạt động liên
16